茶叶世界探秘：发现 D-型氨基酸

2020-05-22 03:36:19, 安捷伦科技安捷伦科技（中国）有限公司

茶叶中含有大量的游离氨基酸，多数具有一个非对称碳原子，可以形成两个互为镜像对称的手性异构体，称之为 L 型和 D 型氨基酸。虽然氨基酸的这两种结构非常相似，且物理性质基本相同，但它们所引起的生理反应可能有很大差异。例如，研究发现，D 型氨基酸不仅滋味异于 L 型，而且在神经退行性疾病、内分泌功能发展、激素合成和分泌等生物过程中发挥着重要的作用。

蛋白质氨基酸多为 L 构型，可以在自然条件下转化为 D 型。这一过程会降低氨基酸的旋光度，所以也叫消旋反应。通常，消旋过程速度缓慢，因此 D- 和 L-氨基酸的比例可用于判断化石年代、海岸线的变迁等等。

茶叶中的手性氨基酸是否也有消旋现象？是否也可以用于观察茶叶或茶产品的储存期、储存条件以及加工程度呢？要回答这个问题，首先要知道茶叶中到底有没有 D-型氨基酸？茶叶的生产加工储存过程是否能引起氨基酸的消旋？

茶叶中 D 型氨基酸的鉴定

近期，安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室宛晓春和杨小根研究团队在《食品化学》杂志（Food Chemistry）上发表了一篇题为“茶叶中 D 型氨基酸的鉴定”的论文(Identification of D-amino acids in tea leaves)。初步研究表明，在茶叶中可检测到 11 种 D 型氨基酸异构体，且茶叶中氨基酸的消旋与加工方法和储存时间有关联。以下简单介绍这篇论文的内容与展望。

研究目标：

建立茶汤中19种蛋白质氨基酸以及茶氨酸对映异构体的富集、非衍生拆分、同时鉴定检测的方法；验证茶叶中存在 D 型氨基酸的假说并探寻茶叶加工储存过程与氨基酸对映异构化的关系。

主要分析仪器：

安捷伦高效液相色谱与 6545 高分辨四极杆飞行时间液质联用系统（LC/Q-TOF)（图 1）。

图 1 安捷伦高效液相色谱与 6545 高分辨四极杆飞行时间液质联用系统（LC/Q-TOF)

研究途径：

茶汤中的游离氨基酸通过离子交换固相萃取，富集后的氨基酸经手性液相色谱拆分 20 对氨基酸对映异构体，然后由 6545 LC/Q-TOF 进行质谱检测，对被测化合物同时进行全扫描和子离子扫描，以达到定性鉴定和定量测定在同次分析中完成。分析了 19 种茶叶样品的氨基酸异构体，研究不同加工工艺、不同存储时间与 D-和 L-氨基酸浓度的关系。

研究成果：

1）建立了 D 型氨基酸的分析方法。其特点是通过离子交换富集纯化茶汤中的氨基酸，利用手性色谱对非衍生氨基酸对映异构体的拆分和质谱对不同氨基酸的分辨能力，同时分离鉴定氨基酸对映异构体（图2）。

图 2 LC/Q-TOF 手性分离及检测氨基酸对映异构体

2）验证茶叶中含有 D 型氨基酸的假说。对 19 种茶叶样品的氨基酸对映异构体的检测表明，茶鲜叶中仅发现 L 型氨基酸，未发现 D 型氨基酸。而加工后的茶叶样品中共检测到11种D型氨基酸，其含量范围跨度大，从痕量到 43 µg/g。研究结果证明了茶叶中含有 D 型氨基酸的假说的成立。

3）茶叶加工条件以及储存时间与氨基酸异构化的关系。对不同年份的白牡丹、大红袍和祁门红茶的研究表明，茶叶加工储存条件对氨基酸的消旋以及降解程度有直接关系。D-氨基酸的浓度和 D/L 比通常随着陈化时间而增加（图3）；在相同条件下，不同种类的氨基酸消旋化程度不同；黑茶的加工过程对氨基酸的消旋反应有较大影响，这很可能与黑茶渥堆发酵时的微生物作用有关。